AC/DC变换器制造技术

本申请涉及一种AC/DC变换器。该AC/DC变换器包括功率因数校正PFC主变换器、DC/DC辅变换器、PFC控制器以及DC/DC控制器；上述PFC主变换器包括主输出端与直流输出端，上述直流输出端与上述DC/DC辅变换器的辅输入端连接，上述主输出端与上述DC/DC辅变换器的辅输出端串联形成总输出端；上述PFC控制器的控制端与上述PFC主变换器连接，上述DC/DC控制器的控制端与上述DC/DC辅变换器连接。PFC控制器与DC/DC控制器控制PFC主变换器和DC/DC辅变换器的输出电压纹波反相，使总输出端输出更低纹波，提高转换效率。

【技术实现步骤摘要】
AC/DC变换器
本申请涉及电路
，尤其涉及一种交流/直流(AlternatingCurrenttoDirectCurrent，AC/DC)变换器。
技术介绍
开关电源广泛应用于各种消费电子和工业设备中，如充电器、电源适配器、LED驱动器、工控电源等。目前开关电源主要包括单级和多级两种。由于单级开关电源结构简单、成本较低，但无法同时兼顾输入高功率因数和输出低纹波，甚至功率管存在过高电压或电流应力，因此行业内一般广泛使用两级级联结构。两级开关电源能够实现高功率因数，并降低输出纹波电压或电流，但交流输入经过两级全功率变换后才能得到总输出，其转换效率为两个变换器转换效率相乘，不可避免会产生更多功耗，从而使得整体转换效率低。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种AC/DC变换器，旨在解决无法兼顾转换效率高和输出低纹波的问题。本申请实施例提供一种AC/DC变换器，包括：功率因数校正PFC主变换器、DC/DC辅变换器、PFC控制器以及DC/DC控制器；所述PFC主变换器包括主输出端与直流输出端，所述直流输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端连接，所述主输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输出端串联形成总输出端；所述PFC控制器的控制端与所述PFC主变换器连接；所述DC/DC控制器的控制端与所述DC/DC辅变换器连接；所述PFC主变换器通过所述主输出端输出主输出电压；所述PFC主变换器通过所述直流输出端输出直流输出电压，传输至所述DC/DC辅变换器的辅输入端；所述DC/DC辅变换器对所述直流输出电压进行处理，得到辅输出电压，所述辅输出电压的纹波与所述主输出电压的纹波相位相反，通过所述辅输出端输出所述辅输出电压；所述总输出端接收到所述主输出电压与所述辅输出电压后形成总输出电压；所述PFC控制器采样第一反馈电压，利用所述第一反馈电压控制所述PFC主变换器的输入电压和输入电流频率相同、相位相同；所述DC/DC控制器采样第二反馈电压，利用所述第二反馈电压控制所述DC/DC辅变换器的辅输出端输出的辅输出电压的纹波与第一电压的纹波相位相反；所述第一反馈电压包括所述主输出电压与所述总输出电压中的一种，在所述第一反馈电压为所述主输出电压的情况下，所述第二反馈电压包括所述总输出电压；在所述第一反馈电压为总输出电压的情况下，所述第二反馈电压包括所述主输出电压和所述辅输出电压中的一种。在一种可能实施方式中，所述PFC主变换器还包括功率变换单元、主功率开关管和电压变换单元，所述主功率开关管连接在所述功率变换单元的输出端和所述电压变换单元的输入端之间，所述主功率开关管的控制端与所述PFC控制器的控制端连接，所述电压变换单元的输出端与所述主输出端和直流输出端连接；所述PFC控制器控制所述主功率开关管的导通和截止；在所述主功率开关管导通的情况下，所述功率变换单元为所述电压变换单元提供电能，所述电压变换单元储存电能；在所述主功率开关管截止的情况下，所述功率变换单元停止为所述电压变换单元提供电能，所述电压变换单元释放电能。在一种可能实施方式中，所述电压变换单元包括主绕组和辅绕组；所述主绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接，所述主绕组的另一端与所述主输出端连接；所述辅绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接，所述辅绕组的另一端与所述辅输出端连接；所述电压变换单元通过所述主绕组向所述主输出端输出所述主输出电压；所述电压变换单元通过所述辅绕组向所述直流输出端输出所述直流输出电压。在一种可能实施方式中，所述PFC控制器包括第一采样单元和第一调理反馈单元；所述第一采样单元的输出端与所述第一调理反馈单元的输入端连接，所述第一调理反馈单元的输出单元与所述主功率开关管的控制端连接；所述第一采样单元用于：采样所述第一反馈电压；所述第一调理反馈单元用于：基于所述第一反馈电压生成第一开关驱动信号；所述第一开关驱动信号用于控制所述主功率开关管的导通和截止。在一种可能实施方式中，所述第一采样单元包括第一采样端、第二采样端以及第三采样端；所述第一调理反馈单元包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一基准电压源、第一锯齿波信号源、触发器；所述第一基准电压源的输出端与所述第一比较器的正向输入端连接，所述第一采样端与所述第一比较器的反向输入端连接；所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的正向输入端连接，所述第二比较器的反向输入端与所述第二采样端连接；所述第二比较器的输出端与所述第三比较器的正向输入端连接，所述第一锯齿波信号源与所述第三比较器的反向输入端连接，所述第三比较器的输出端与所述触发器的第一输入端连接，所述第三采样端与所述触发器的第二输入端连接，所述触发器的输出端与所述主功率开关管的控制端连接；所述第一比较器接收来自所述第一采样端的第一反馈电压和来自所述基准电压源的基准电压，比较所述第一反馈电压与所述基准电压，形成第一电压误差信号；所述第二比较器接收来自所述第二采样端的开关管电压信号和来自所述第一比较器的第一电压误差信号，比较所述第一电压误差信号与所述开关管电压信号，得到所述主功率开关管的控制信号，所述开关管电压信号是由所述主功率开关管的电流信号转化得到的；所述第三比较器接收来自所述第二比较器的电流控制信号以及来自所述第一锯齿波信号源的第一锯齿波信号，将所述控制信号与所述锯齿波信号进行比较，得到停止脉冲信号；所述第三采样端采样所述电压变换单元的电能，形成启动脉冲信号；所述触发器接收所述停止脉冲信号和所述启动脉冲信号，基于所述启动脉冲信号和所述停止脉冲信号生成所述第一开关驱动信号，所述第一开关驱动信号用于控制所述主功率开关管的导通和断开。在一种可能实施方式中，所述DC/DC辅变换器包括辅功率开关管、电感和二极管；所述辅功率开关管的一端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端的一极连接，所述辅功率开关管的另一端与所述电感的一端连接，所述电感的另一端与所述辅输出端的一极连接，所述二极管的一端连接在所述辅功率开关管的源极与所述电感的一端之间，所述二极管的另一端连接在所述DC/DC辅变换器的辅输入端的另一极与所述辅输出端的另一极之间；在所述辅功率开关管导通的情况下，所述二极管截止，所述DC/DC辅变换器的辅输入端接收所述直流输出电压，为所述电感提供电能，所述电感储存电能；在所述辅功率开关管截止的情况下，所述二极管导通，所述电感与所述二极管与所述辅输出端形成电流回路，所述电感释放电能，为所述辅输出端提供电能，使所述辅输出端输出所述辅输出电压。在一种可能实施方式中，所述DC/DC控制器包括第二采样单元和第二调理反馈单元；所述第二采样单元的输出端与所述第二调理反馈单元的输入端连接，所述第二调理反馈单元的输出端与所述辅功率开关管的控制端连接；所述第二采样单元用于：采样所述第二反馈电压；所述第二调理反馈单元用于：基于所述第二反馈电压生成第二开关驱动信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AC/DC变换器，其特征在于，包括：功率因数校正PFC主变换器、DC/DC辅变换器、PFC控制器以及DC/DC控制器；/n所述PFC主变换器包括主输出端与直流输出端，所述直流输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端连接，所述主输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输出端串联形成总输出端；/n所述PFC控制器的控制端与所述PFC主变换器连接；所述DC/DC控制器的控制端与所述DC/DC辅变换器连接；/n所述PFC主变换器通过所述主输出端输出主输出电压；所述PFC主变换器通过所述直流输出端输出直流输出电压，传输至所述DC/DC辅变换器的辅输入端；所述DC/DC辅变换器对所述直流输出电压进行处理，得到辅输出电压，所述辅输出电压的纹波与所述主输出电压的纹波相位相反，通过所述辅输出端输出所述辅输出电压；/n所述总输出端接收到所述主输出电压与所述辅输出电压后形成总输出电压；所述PFC控制器采样第一反馈电压，利用所述第一反馈电压控制所述PFC主变换器的输入电压和输入电流频率相同、相位相同；所述DC/DC控制器采样第二反馈电压，利用所述第二反馈电压控制所述DC/DC辅变换器的辅输出端输出的辅输出电压的纹波与第一电压的纹波相位相反；/n所述第一反馈电压包括所述主输出电压与所述总输出电压中的一种，在所述第一反馈电压为所述主输出电压的情况下，所述第二反馈电压包括所述总输出电压；在所述第一反馈电压为总输出电压的情况下，所述第二反馈电压包括所述主输出电压和所述辅输出电压中的一种。/n...

【技术特征摘要】
1.一种AC/DC变换器，其特征在于，包括：功率因数校正PFC主变换器、DC/DC辅变换器、PFC控制器以及DC/DC控制器；
所述PFC主变换器包括主输出端与直流输出端，所述直流输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输入端连接，所述主输出端与所述DC/DC辅变换器的辅输出端串联形成总输出端；
所述PFC控制器的控制端与所述PFC主变换器连接；所述DC/DC控制器的控制端与所述DC/DC辅变换器连接；
所述PFC主变换器通过所述主输出端输出主输出电压；所述PFC主变换器通过所述直流输出端输出直流输出电压，传输至所述DC/DC辅变换器的辅输入端；所述DC/DC辅变换器对所述直流输出电压进行处理，得到辅输出电压，所述辅输出电压的纹波与所述主输出电压的纹波相位相反，通过所述辅输出端输出所述辅输出电压；
所述总输出端接收到所述主输出电压与所述辅输出电压后形成总输出电压；所述PFC控制器采样第一反馈电压，利用所述第一反馈电压控制所述PFC主变换器的输入电压和输入电流频率相同、相位相同；所述DC/DC控制器采样第二反馈电压，利用所述第二反馈电压控制所述DC/DC辅变换器的辅输出端输出的辅输出电压的纹波与第一电压的纹波相位相反；
所述第一反馈电压包括所述主输出电压与所述总输出电压中的一种，在所述第一反馈电压为所述主输出电压的情况下，所述第二反馈电压包括所述总输出电压；在所述第一反馈电压为总输出电压的情况下，所述第二反馈电压包括所述主输出电压和所述辅输出电压中的一种。


2.根据权利要求1所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述PFC主变换器还包括功率变换单元、主功率开关管和电压变换单元，
所述主功率开关管连接在所述功率变换单元的输出端和所述电压变换单元的输入端之间，所述主功率开关管的控制端与所述PFC控制器的控制端连接，所述电压变换单元的输出端与所述主输出端和直流输出端连接；
所述PFC控制器控制所述主功率开关管的导通和截止；
在所述主功率开关管导通的情况下，所述功率变换单元为所述电压变换单元提供电能，所述电压变换单元储存电能；
在所述主功率开关管截止的情况下，所述功率变换单元停止为所述电压变换单元提供电能，所述电压变换单元释放电能。


3.根据权利要求2所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述电压变换单元包括主绕组和辅绕组；
所述主绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接，所述主绕组的另一端与所述主输出端连接；所述辅绕组的一端与所述主功率开关管的一端连接，所述辅绕组的另一端与所述辅输出端连接；
所述电压变换单元通过所述主绕组向所述主输出端输出所述主输出电压；所述电压变换单元通过所述辅绕组向所述直流输出端输出所述直流输出电压。


4.根据权利要求3所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述PFC控制器包括第一采样单元和第一调理反馈单元；
所述第一采样单元的输出端与所述第一调理反馈单元的输入端连接，所述第一调理反馈单元的输出单元与所述主功率开关管的控制端连接；
所述第一采样单元用于：采样所述第一反馈电压；所述第一调理反馈单元用于：基于所述第一反馈电压生成第一开关驱动信号；所述第一开关驱动信号用于控制所述主功率开关管的导通和截止。


5.根据权利要求4所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述第一采样单元包括第一采样端、第二采样端以及第三采样端；所述第一调理反馈单元包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一基准电压源、第一锯齿波信号源、触发器；
所述第一基准电压源的输出端与所述第一比较器的正向输入端连接，所述第一采样端与所述第一比较器的反向输入端连接；所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的正向输入端连接，所述第二比较器的反向输入端与所述第二采样端连接；所述第二比较器的输出端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡炎申，
申请(专利权)人：茂硕电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44